基于微课的翻转课堂在高等数学教学中的研究

刘彩云

（铜陵学院,安徽 铜陵 244061）

一、研究背景

当前我国高等教育正在进行一场较大的变革，其核心是人才培养目标的转变，即由培养文化型、学科型专门人才向培养具有本领过硬的高素质专门人才和拔尖创新人才的转变[1]。2018年1月3日的国务院常务会议上，李克强总理突出强调理论数学等基础学科对提升原始创新能力的重要意义。高等数学作为高等学校的基础课程其重要性不言而喻，与之相应的传统的教学模式、教学方法、教学理念等也应作相应转变。

教育现代化引领和支撑着教育模式、教育方法、教育理念的转变。互联网上有大量的教育资源，这些教育资源科学地建设并利用好，既能满足不同学习主体的个性化需要，又能更新教育观念，改变传统教书育人的方式。

近年来，互联网上基于微课的学习和研究平台层出不穷，为微课资源提供了便利的平台。微课顾名思义微小的课程，指教师借助视频为主要载体，围绕着某一个知识点或技能展开教学。特征是：时间短、目标鲜明、针对性强不受时间地点限制、随时随地观看等[2]。微课自从在2008年由美国教师David Penrose第一次提出就受到了学生的一致肯定和教育学者们的关注，一些教育学者们开始对此作一些教学尝试，一直到2013年，微课的实践才在我国教育界得到迅速的发展[3]。

微课的教学设计与实际应用，不同程度上吸收了“翻转课堂”的理念，让学生自由选择接收新知识的方法，教师借助技术手段设计最优的教学流程与教学结构。翻转课堂由可汗学院的Salman Khan TED，在一次演讲中首次提出并引起关注。翻转课堂,是指把课内和课外的学习方式颠倒，教师根据课本中的重难点,将讲述的内容与最新知识融合，制成教学视频，上传到平台，学生课下通过观看教学视频自学获得知识，在线进行测试，然后带着自学中的疑问去上课,教师在课堂上给学生做引导，探究、解疑和知识的拓展[4]。翻转课堂引入到我们国家以后，重庆市聚奎中学于2011年最先作了试验，赢得了一致好评[5]。这种教学模式将学习的决定权从老师转移给了学生，师生角色有了相应的改变，体现了“以学生为中心”的教学理念。

二、基于微课的翻转课堂

（一）什么是基于微课的翻转课堂

基于微课的翻转课堂，是把微课视频和互联网结合起来，为学习者提供线上的学习资源，而课堂主要以师生交流、探究、答疑、知识的拓展为主的新兴教学模式。它极大地满足不同学生的学习诉求，是将微课视频作为重要的学习资源来开展翻转，即学生在课外自主学习视频，做完作业，在课堂中测试、交流、探究、评价等不同活动来完成知识的掌握和能力的提升。

（二）微课支撑的翻转课堂在高等数学教学中的重要意义

1.学生学习兴趣显著加强，学业质量明显提高。

高等数学内容比较抽象、晦涩难懂，传统的讲授模式中，每节课的内容比较多，相比高中数学，高等数学课堂进度快、难度大、概念性比较强，内容比较抽象。多数高等数学课堂上，学生被动地接收大量的知识，使得学生的学习积极性不高，一定程度上减弱了学生的主观能动性和学习兴趣，使得学业质量和教学效果都不理想。基于微课支撑的翻转课堂让学生从传统课堂知识的被动接受者，向翻转课堂上的主动学习者转变，课堂从教师为中心转变到以学生为中心，教学内容从知识讲解与传授转变到问题探究，班级团体学习转变到个性化学习，最大限度激发学生的学习热情,进而达到改善和提高学业质量。

2.学生思维得到全面发展

根据布鲁姆对认知领域的教育目标分类，教育的目标从金字塔低到高分为六个层次：记忆、理解、应用、分析、评价及创造。基于微课的翻转课堂实现了教学目标的翻转，如下图1。

图1 基于微课的翻转课堂教学目标的翻转

在翻转课堂中，初级认知记忆和理解主要体现在微课视频教学学习中，高级认知应用、分析、评价和创造主要体现在课堂师生、生生的交流，讨论和评价中[6]。进而达到实现学生思维的全面发展。

3.学生获得个性化教育

（1）学生自主学习的时间可以自己自由安排；（2）根据自己的兴趣和基础，选择不同的微课视频和学习材料来观看；（3）当在线测试不达标和达标时，各个学习主体下一步学习会有差异，不达标时系统自动聚合相关视频，让学生再次观看视频进行矫正性学习，直到达到要求，达到要求则直接进入下一步的学习；（4）当个体学习中有问题时，可以在线与老师交流、讨论；等等。这些都能体现学生学习过程中接收到了个性化的教育。

实际上，基于微课的翻转课堂从美国，新加坡，加拿大等发达国家的研究和实践来看，有以下几个方面的积极成果：（1）师生关系更加密切；（2）课堂纪律明显变好；（3）教师的工作满意度提升；（4）家庭和学校关系更加密切；（5）学生的学习动机明显增强；等等[7]。这些积极成果又进一步促进了微课支撑的翻转课堂的发展。

三、在高等数学中基于微课的翻转课堂的教学结构

（一）教师准备阶段

1.选择要实施翻转的课程并确定其内容。是选择选修课还是必修课？笔者认为高等数学内容比较抽象、晦涩难学，最好选取专业必须课，因为专业必须课让学生在心理认识到课程重要性，学习更积极，学习态度会更认真，同时为了拿到学分，也迫使学生不得不认真学。因此选择专业必须课开展翻转课堂教学会更加顺利。

2.根据学习者需求制定教学大纲、方案。笔者把教学大纲主要分为课程介绍 （除了基本内容和要求外，指出本课程采用翻转课堂教学）、课程目标、教学资料（包含教科书，教学视频，阅读材料等）、教学过程、教学要求、学习任务及评价、考勤规定等几个环节。其中教学过程明确指出分为三阶段：第一阶段，学生以个体的形式在课前、课外、线上完成视频学习。视频学习的主要任务是学习相关知识，对下一阶段的课堂学习十分重要。第二阶段，学生以个体和小组的形式在课中、课内、线下进行问题解决、合作讨论，这一阶段的主要任务是深化理解知识，发展能力。第三阶段，学生以小组的形式在课后、课外，线下，自行进行问题解决，完成教师布置的任务，这一阶段的主要任务是深化理解知识，发展能力。学习任务及评价这个要详细具体，主要分为：课前探究活动、学习教科书、学习教学视频、在线课堂测验、课堂问题解决、课后内容结构图、课后学习任务、课题成果海报汇报、课题成果口头汇报、期末考试、课题成果论文。笔者认为制定教学大纲很重要，关系到整个翻转课堂的效果。

3.根据教学内容确立教学目标

依据布鲁姆的教学目标，理解和记忆主要是低级认知，学习知识；应用、分析、评价和创造是高级认知，主要是培养能力，如应用分析能力、评价创造能力、情感能力、自我认识能力、沟通合作能力、批判思维能力、信息素养和核心素质等。教师要根据要学习的内容和学习者的个性需求来确立教学目标。

4.明确教学方法，制作课件

采用什么方式进行教学？讲授？探究？讲授+探究？还是探究+讲授呢？笔者认为要根据学习内容来确定，但一般情况下高等数学课堂采用探究+讲授方式比较多。然后根据教学内容、教学目标、教学方法来制作ppt课件。

5.录制微课教学视频，准备教学材料

教学视频是根据本节课学生需要掌握的知识点，浓缩成8-10分钟的教学视频，它包含导入，讲解等环节，也可以把教学目标加入其中。教学材料主要有两方面的：一种是根据学生的个体差异设计不同的辅导资料，基础薄弱的学生要设计补充资料来奠定基础，基础好的学生要拓展学习资源，设计拔高性的资料；另一种是学习结束后，适当的有代表性的测试题来强化巩固学习。把制作好的教学视频 （互联网上优秀的微课视频）和教学材料上传到学习平台供学生学习。

（二）学生自主学习阶段

学生根据自己的学习基础、兴趣爱好从老师提供的视频和材料中选取自己观看的视频和学习材料，自主学习，学完后在线做作业，自主完成学习评价。如果学生在线作业未达到要求，系统自动聚合相关视频，让学生再次观看视频进行矫正性学习，直到达到要求。

（三）课堂实施阶段

在课堂教学中能实现师生交流讨论互动、解决疑难问题、培养情感态度价值观，所以教师要充分利用课堂时间，让课堂的作用发挥到淋漓尽致。

课堂中，首先教师对学生前面自主学习的内容简要回顾，然后开展快速少量的知识测试，目的不光是激活学生的思维，还可以呈现需要研究解决的主客观问题。而一般情况下，学生出现的问题千奇百怪，而课堂时间非常有限，这时教师需要指导学生对诸多问题进行梳理、总结，找出核心问题，然后再指导学生进行深入而广泛的讨论，一般性问题通过小组讨论解决，复杂的问题在教师指导下解决；最后，学生通过研讨成果的总结、汇报、质疑或评价等多种活动形式来开拓思维，提升能力。整个教学结构设计如下图 2。

图2 基于微课的翻转课堂教学结构

四、结束语

在高等教育领域，把学生从应付考试、拿学分的禁锢中解放出来，让学生自己积极主动去学，是彻底落实素质教育和培养拔尖创新人才的前提。信息化时代，虽然网络上的大量视频能满足翻转课堂的课前学习，但没有系统全面的微课支撑翻转课堂，便无法取得翻转课堂的实际效果，那样改变教学模式就无法真正实现。

在高等数学中基于微课的翻转课堂中贯穿着“以学生为中心”的核心教育理念，把学生从被动学习、团体学习、虚拟与认同和知识学习的传统学习方式，向主动学习、个性化学习、体验与探究和能力发展的新型学习方式转变；对抽象知识的理解更加深刻，实现了学生自己对自己负责。基于微课的翻转课堂对提升了学生的创新能力、独立思考能力、批判思维和核心素养有重大意义，可以推广到其它学科中[8]。